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基于LPC2142的熱敏電阻溫度計的設計方案

作者: 時(shí)間:2010-09-28 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏

由于電子技術(shù)的飛速發(fā)展,電子元器件的性?xún)r(jià)比不斷得到提高。本文采用32位的ARM7 TDMI-S微處理器核為控制核心,利用其內部自帶的A/D轉換器和SPI接口來(lái)控制LED顯示驅動(dòng)器MC14489進(jìn)行溫度的實(shí)時(shí)顯示。

2 溫度的轉換原理

是溫度傳感器的一種,他由仿陶瓷半導體組成。(NTC)不同于普通的電阻,他具有負的電阻溫度特性,即當溫度升高時(shí),其電阻值減小。圖1為熱敏電阻的特性曲線(xiàn)。 熱敏電阻的阻值~溫度特性曲線(xiàn)是一條指數曲線(xiàn),非線(xiàn)性較大,因此在使用時(shí)要進(jìn)行線(xiàn)性化處理。線(xiàn)性化處理雖然能夠改善熱敏電阻的特性曲線(xiàn),但是比較復雜。為此,在要求不高的一般應用中,常做出在一定的溫度范圍內溫度與阻值成線(xiàn)性關(guān)系的假定,以簡(jiǎn)化計算。使用熱敏電阻是為了感知溫度,給熱敏電阻通以恒定的電流,電阻兩端就可測到一個(gè)電壓,然后通過(guò)公式下面的公式可求得溫度:



T為被測溫度;T0為與熱敏電阻特性有關(guān)的溫度參數;K為與熱敏電阻特性有關(guān)的系數;VT為熱敏電阻兩端的電壓。

根據這一公式,如果能測得熱敏電阻兩端的電壓,再知道參數T0和K,則可以計算出熱敏電阻的環(huán)境溫度,也就是被測的溫度,這樣就把電阻隨溫度的變化關(guān)系轉化為電壓隨溫度變化的關(guān)系了。數字式電阻的主要工作,就是把熱敏電阻兩端電壓值經(jīng)過(guò)A/D轉換成數字量送到單片機中,然后通過(guò)軟件方法計算出溫度值,再進(jìn)行顯示、打印等處理。

本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/151482.htm



3 硬件電路

在電子技術(shù)迅猛發(fā)展的今天,一些功能強大的元器件價(jià)格不斷下降,使其性?xún)r(jià)比不斷得到提高,應用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛。本文就是采用32位的ARM微處理器核代替傳統的805l單片機為控制核心,進(jìn)行A/D轉換和溫度實(shí)時(shí)顯示。圖2為整個(gè)系統的結構原理圖。



熱敏電阻NTC串聯(lián)上一個(gè)普通電阻R,再接+5V電源,取RT兩端電壓,并送入微控制器的AINl(P0.28引腳)通道進(jìn)行A/D轉換。轉換啟動(dòng)方式以及轉換通道的選擇可通過(guò)設置ADC控制寄存器ADC0DR來(lái)實(shí)現。轉換的結果通過(guò)一個(gè)同步、全雙工串行SPI接口輸出到LED顯示驅動(dòng)器MCl4489進(jìn)行溫度的實(shí)時(shí)顯示。

3.1 ARM微控制器LPC2142簡(jiǎn)介

ARM 7 TDMI-S核是通用的32位微處理器核,采用馮.諾依曼結構,具有高性能和低功耗特性。ARM結構是精簡(jiǎn)指令集計算機(RISC)原理的,指令集和相關(guān)的譯碼機制比復雜指令集計算機要簡(jiǎn)單得多。.ARM 7 TDMI-S處理器使用流水線(xiàn)技術(shù),處理和存儲系統的所有部分都可以連續工作。這樣,使用一個(gè)小的、廉價(jià)的處理器核就可以非常容易地實(shí)現很高的吞吐量和實(shí)時(shí)的中斷響應。

LPC2142是一個(gè)支持實(shí)時(shí)仿真和嵌入式跟蹤的3Z/16位ARM7TDMI-s CPU的微控制器,內嵌有64 kB的高速FLASH存儲器和16 kB的片內SRAM。128位寬度的存儲器接口和獨特的加速器接口使32位代碼能夠在最高時(shí)鐘頻率下運行,對代碼規模有嚴格控制的應用可使用16位Thumb模式將代碼規模降低超過(guò)30%,而其性能的損失卻很小。

LPC2142內部帶有一個(gè)10位逐次逼近式A/D轉換器,其主要特性為:

(1)6個(gè)引腳復用為輸入腳;

(2)掉電模式;

(3)測量范圍O V~Vref通常為3 V,不超過(guò)VDDA電壓);

(4)每個(gè)轉換器包含一個(gè)可編程分頻器,可將時(shí)鐘調整至逐次逼近轉換所需的4.5 MHz(最大)。這樣,10位轉換時(shí)間大于或等于4.55μs;

(5)一個(gè)或多個(gè)輸入的突發(fā)轉換模式;

(6)可選擇由直接啟動(dòng)、輸入跳變或定時(shí)器匹配信號觸發(fā)轉換;

LPC2142內部還擁有一個(gè)硬件SPI(Serial Peripheral Interface)接口。他是一個(gè)同步、全雙工串行接口,最大數據位速率為時(shí)鐘速率的1/8,可配置為主機或者從機。


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